Các biến thể của quy trình SMAW

Bài viết này đưa ra ánh sáng về bốn biến thể chính của quy trình Hàn hồ quang kim loại (SMAW). Các biến thể là: 1. Hàn điện cực cảm ứng 2. Hàn điện cực Bunched 3. Hàn nhiều hồ quang 4. Hàn điện cực lớn.

Biến thể # 1. Hàn điện cực cảm ứng:

Hàn điện cực cảm ứng là một kỹ thuật mới hơn giúp cải thiện cả tốc độ sản xuất và chất lượng mối hàn.

Trong hàn điện cực cảm ứng, hồ quang được đánh theo cách thông thường nhưng ngay khi thiết lập hồ quang ổn định, điện cực được đẩy xuống về phía phôi để lớp phủ chạm vào nó. Điện cực sau đó được di chuyển trên đường dẫn dự định trong khi lớp phủ vẫn tiếp tục liên lạc với phôi. Điện cực nghiêng 10 ° đến 15 ° so với phương thẳng đứng theo hướng hàn.

Sự thành công của hàn điện cực cảm ứng dựa trên thực tế là tốc độ nóng chảy của vật liệu phủ thấp hơn so với dây lõi. Điều này cung cấp một thùng lớp phủ xung quanh hồ quang và vật liệu được chuyển qua lối đi được bảo vệ này. Độ dài hồ quang có thể được thao tác bằng áp lực tác động lên điện cực.

Tốc độ của điện cực phải sao cho kim loại nóng chảy, xỉ và lớp phủ vỡ không bị cháy bị bỏ lại và điện cực không bị ngắn mạch vào bể hàn. Chiều rộng mối hàn có thể được kiểm soát thông qua áp lực lên điện cực theo hướng hàn; áp suất cao hơn, hẹp hơn hạt.

Các điện cực được sử dụng để hàn cảm ứng thường là các loại rutile và tráng cơ bản của các loại tráng nặng. Lớp phủ dày là điều cần thiết để đảm bảo môi không bị cháy mà thiết lập kỹ thuật 'chạm'.

Hàn điện cực cảm ứng cho sự thâm nhập sâu hơn so với phương pháp thông thường, điều này là do sự tập trung nhiệt trong khu vực nhỏ được giới hạn bởi môi không bị cháy của lớp phủ. Điều này dẫn đến tỷ lệ sản xuất cao hơn đến mức 50%. Hàn cảm ứng được áp dụng để hạ cấp các mối hàn mông và fillet một lớp (Hình 7.28) cũng như các mối hàn góc và góc. Phương pháp có thể được sử dụng cho các mối hàn đa chạy nhưng hiệu quả giảm.

Biến thể # 2. Hàn điện cực Bunched:

Hàn với các điện cực bó được sử dụng để tăng cường tốc độ lắng đọng kim loại. Hai đến sáu điện cực có thể được bó lại bằng dây mảnh ở ba hoặc bốn vị trí dọc theo chiều dài của chúng và được hàn ở đầu trần trên cùng, nơi chúng sẽ được giữ trong giá đỡ được thiết kế đặc biệt, như trong Hình 7.29.

Mặc dù dòng điện được dẫn qua tất cả các điện cực trong chùm nhưng hồ quang được thiết lập giữa công việc và điện cực gần nhất. Hồ quang nằm trên điện cực đó cho đến khi chiều dài hồ quang quá dài để tự duy trì và trong khi đó, một điện cực khác đã đi gần hơn đến bề mặt bể hàn. Do đó, hồ quang nhảy đến điện cực với khoảng cách nhỏ nhất giữa nó và công việc, và quá trình được lặp lại.

Do đó, hồ quang nhảy từ điện cực này sang điện cực khác đều đặn. Với sự kết hợp của hai điện cực, tốc độ sản xuất tăng khoảng 30% so với kỹ thuật SMAW bình thường sử dụng điện cực đơn có cùng kích thước. Điều này là do có thể mang dòng hàn nặng hơn mà không làm quá nóng các điện cực (do các quá trình làm mát); thời gian thay thế điện cực giảm và hiệu quả đầu vào nhiệt cao hơn có thể đạt được.

Kiểm tra hiệu quả lắng đọng cao hơn nó không phải là một kỹ thuật phổ biến cho các mối hàn chất lượng cao. Điều này là do không thể duy trì độ dài hồ quang đồng đều và nhảy vòng cung đều đặn từ điện cực này sang điện cực khác, điều này thường dẫn đến những ảnh hưởng xấu của khí quyển xung quanh lên kim loại mối hàn. Mặc dù kỹ thuật này đã được sử dụng trong đóng tàu để tăng tốc độ sản xuất nhưng nó không được khuyến khích để hàn các thành phần hoặc cấu trúc quan trọng.

Đôi khi nó trở nên khó khăn để duy trì chiều rộng mối hàn bằng phương pháp này. Ngoài ra, nó đòi hỏi phải có các điện cực và giá đỡ điện cực đặc biệt để giữ chúng.

Biến số # Hàn nhiều hồ quang:

Trong hàn nhiều hồ quang, việc sử dụng được tạo thành từ các điện cực đôi được cách điện với nhau như trong hình 7.30 và được làm ẩm trong bộ giữ điện cực được thiết kế đặc biệt dẫn dòng điện riêng cho từng điện cực. Khoảng cách 'S' giữa các điện cực là 5 đến 6 mm.

Hai pha được nối với hai điện cực và pha thứ ba với công việc như trong hình 7.31. Ba vòng cung được duy trì tại một thời điểm, hai trong số đó 'b' và 'c' được thiết lập giữa mỗi điện cực và công việc, trong khi 'a' thứ ba được thiết lập giữa các điện cực. Kết quả là tốc độ nóng chảy của các điện cực và tốc độ sản xuất tăng gần gấp đôi so với hàn hồ quang một pha.

Nhiệt của hồ quang được sử dụng tốt hơn dẫn đến tiêu thụ năng lượng trên mỗi kg kim loại lắng đọng là 2, 75 Kwh thay vì 3, 5 đến 4 Kwh khi hàn hồ quang một pha. Tuy nhiên, quá trình này khá cồng kềnh do tăng trọng lượng của các điện cực và giá đỡ. Điều này dẫn đến sự mệt mỏi tăng tốc của người vận hành.

Máy biến áp hàn ba pha được sử dụng để cung cấp dòng điện cho hàn nhiều hồ quang. Cuộn dây sơ cấp ba pha là sao hoặc delta được kết nối (tương ứng với 440 hoặc 220 volt). Thứ cấp bao gồm hai cuộn dây, mỗi vết thương với các dải đồng trần trên một trong các chi lõi. Điện áp thứ cấp mạch hở là 68 volt. Ngoài ra, thứ cấp có thể được khai thác ở 34 volt và 110 volt cho các ứng dụng đặc biệt.

Khi hàn được dừng các điện cực được rút ra khỏi công việc. Các vòng cung giữa các điện cực và công trình bị dập tắt, nhưng hồ quang giữa các điện cực vẫn còn. Để dập tắt hồ quang thứ ba này, máy biến áp hàn 3 pha kết hợp với công tắc tơ từ tính ngắt kết nối giai đoạn hai khi hồ quang 'b' bị dập tắt; điều này dẫn đến việc dập tắt hồ quang 'a' giữa các điện cực.

Máy biến áp hàn ba pha thường được thiết kế để cung cấp dòng điện tối đa 400A trong SMAW thủ công. Ưu điểm của hàn nhiều hồ quang bao gồm tăng tốc độ sản xuất, tiêu thụ điện năng thấp hơn, hệ số công suất được cải thiện và tải cân bằng trên các đường cung cấp.

Biến thể số 4. Hàn điện cực lớn:

Một cách khác 10 làm tăng tốc độ sản xuất trong hàn là sử dụng các điện cực lớn với đường kính trong khoảng từ 8 đến 19 mm và có chiều dài tối đa khoảng một mét. Những điện cực này được chế tạo đặc biệt để sửa chữa vật đúc và rõ ràng cần dòng hàn cao. Những điện cực này quá lớn và nặng đến mức không thể sử dụng chúng theo cách thủ công thông thường; thay vào đó họ vòng cung ẩm ướt trong các trình điều khiển để đưa họ vào công việc. Một thiết lập như vậy được hiển thị trong Hình 7.32.

Phạm vi kích thước của các điện cực lớn với yêu cầu hiện tại, kích thước gần đúng của bể hàn được phát triển và tốc độ lắng đọng đạt được được liệt kê trong bảng 7.3.